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简介
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超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),也称作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。
“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能(详见表1-普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能对比):
性能参数
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表1:普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土材料性能对比
普通混凝土NSC 高性能混凝土HPC 超高性能混凝土UHPC
抗压强度(MPa) 20-40 40-96 120-180
水胶比 0.40-0.70 0.24-0.35 0.14-0.27
圆柱劈裂抗拉强度(MPa) 2.5-2.8 -- 4.5-24
最大骨料粒经(mm) 19-25 9.5-13 0.4-0.6
孔隙率 20-25% 10-15% 2-6%
孔尺寸(mm) -- -- 0.000015
韧性 -- -- 比NSC大250倍
断裂能(kN·m/m) 0.1-15 -- 10-40
弹性模量(GPa) 14-41 31-55 37-55
断裂模量(第一条裂缝)(MPa) 2.8-4.1 5.5-8.3 7.5-15
极限抗弯强度(MPa) 18-35
透气性k(24小时40C)(mm) 3x10 0 0
吸水率 <10% <6% <5%
氯离子扩散系数(稳定状态扩散)(mm2/s) -- -- <2x10e-12
二氧化碳/硫酸盐渗透 -- -- --
抗冻融性能 10%耐久 90%耐久 100%耐久
抗表面剥蚀性能 表面剥蚀量>1 表面剥蚀量0.08 表面剥蚀量0.01
泊松比 0.11-0.21 -- 0.19-0.24
徐变系数,Cu 2.35 1.6-1.9 0.2-1.2
收缩 -- -- --
流动性(工作性)(mm) 测量坍落度 测量坍落度 测量坍落度
含气量 4-8% 2-4% 2-4%
超高性能混凝土的设计理论是最大堆积密度理论(densified particle packing),其组成材料不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积,即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充,微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年,Andressen就建立了最大堆积密度理论的数学模型。然而,直到上世纪七十年代末,在高效减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上,采用该模型设计配制的第一代超高性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生,称作CRC(Compact Reinforced Composite,密实增强复合材料)。CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能,最高抗压强度超过400MPa,使用烧结铝矾土作骨料,同时使用钢纤维提高材料的韧性,所以称作“复合材料”。受到当时高效减水剂性能的限制,CRC或早期UHPC比较粘滞,振捣密实较困难,还不便于现浇应用。上世纪九十年代,欧洲开展了合作研究项目,世界各地也广泛开展相关研究,这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土,简称RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪,因为与早期的CRC或RPC相比,随着设计理论的完善、超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步,这种材料已具备了普通混凝土的施工性能,甚至可以实现自密实,可以常温养护,已经具备广泛应用的条件。
UHPC与普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括:不使用粗骨料,必须使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维),水泥用量较大,水胶比很低。UHPC的组成见表2。
表2:超高性能混凝土UHPC(钢纤维)基本组成
kg/m3 重量百分含量%
水泥 700-1010 27.0-38.0
硅灰 230-320 8.5-9.5
磨细石英砂 0-230 0.0-8.0
细砂 760-1050 39.0-41.0
金属纤维 150-190 5.5-8.0
高效减水剂 15-25 0.5-1.0
水 155-210 5.5-8.0
水/胶凝材料比 0.14-0.27 --
UHPC堪称耐久性最好的工程材料


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来自iPhone客户端1楼2019-10-13 23:22
    泰州锐玛冠装饰有限公司 专业生产安装GRC GRG UHPC


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    来自iPhone客户端2楼2019-10-13 23:23


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      来自iPhone客户端4楼2019-10-13 23:23